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2021 | OriginalPaper | Buchkapitel

9. Analysenmethoden zur Charakterisierung von Gashydraten

verfasst von : Judith M. Schicks

Erschienen in: Gashydrate – Eine Einführung in Grundlagenforschung und Anwendung

Verlag: Springer Berlin Heidelberg

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Zusammenfassung

In Kap. 9 werden verschiedene Methoden zur Analyse und Charakterisierung von Gashydraten vorgestellt. Dazu gehört neben der Raman-Spektroskopie, der Röntgendiffraktometrie und Neutronendiffraktometrie auch die magnetische Kernresonanzspektroskopie, Elektronenmikroskopie und Differenzkalorimetrie. Es werden jeweils die allgemeinen Grundlagen erklärt und Beispiele für die Anwendungen in der Gashydratforschung gegeben.

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Literatur
Zurück zum Zitat Alavi S, Susilo R, Ripmeester JA (2009) Linking microscopic guest properties to macroscopic observable in clathrate hydrates: guest-host hydrogen bonding. The Journal of Chemical Physics 130:174501CrossRef Alavi S, Susilo R, Ripmeester JA (2009) Linking microscopic guest properties to macroscopic observable in clathrate hydrates: guest-host hydrogen bonding. The Journal of Chemical Physics 130:174501CrossRef
Zurück zum Zitat Banwell CN, McCash EM (1999) Molekülspektroskopie – Ein Grundkurs. Oldenbourg, München Banwell CN, McCash EM (1999) Molekülspektroskopie – Ein Grundkurs. Oldenbourg, München
Zurück zum Zitat Brewer PG, Malby G, Pateris JD, White SN, Peltzer ET, Wopenka B, Freeman J, Brown MO (2004) Development of a laser Raman spectrometer for deep-ocean science. Deep-Sea Rese 51:739–753CrossRef Brewer PG, Malby G, Pateris JD, White SN, Peltzer ET, Wopenka B, Freeman J, Brown MO (2004) Development of a laser Raman spectrometer for deep-ocean science. Deep-Sea Rese 51:739–753CrossRef
Zurück zum Zitat Celli M, Zoppi M, Zaghloul MAS, Ulivi L (2012) High pressure optical cell for synthesis and in situ Raman spectroscopy of hydrogen clathrate hydrates. Review of Scientific Instruments 83:113101CrossRef Celli M, Zoppi M, Zaghloul MAS, Ulivi L (2012) High pressure optical cell for synthesis and in situ Raman spectroscopy of hydrogen clathrate hydrates. Review of Scientific Instruments 83:113101CrossRef
Zurück zum Zitat Chou I-M, Sharma A, Burruss RC, Shu J, Mao H-K, Hemley RJ, Goncharov AF, Stern LA, Kirby SH (2000) Transformations in methane hydrates. Proceedings of the National Academy of Sciences 97(25):13484–13487CrossRef Chou I-M, Sharma A, Burruss RC, Shu J, Mao H-K, Hemley RJ, Goncharov AF, Stern LA, Kirby SH (2000) Transformations in methane hydrates. Proceedings of the National Academy of Sciences 97(25):13484–13487CrossRef
Zurück zum Zitat Dalmazzone D, Clausse D, Dalmazzone C, Herzhaft B (2004) The stability of methane hydrates in highly concentrated electrolyte solutions by differential scanning calorimetry and theoretical computation. American Mineralogist 89:1183–1191CrossRef Dalmazzone D, Clausse D, Dalmazzone C, Herzhaft B (2004) The stability of methane hydrates in highly concentrated electrolyte solutions by differential scanning calorimetry and theoretical computation. American Mineralogist 89:1183–1191CrossRef
Zurück zum Zitat Dec SF (2009) Clathrate hydrate formation: dependence on aqueous hydration number. Journal Phys Chemistry C 113:12355–11236CrossRef Dec SF (2009) Clathrate hydrate formation: dependence on aqueous hydration number. Journal Phys Chemistry C 113:12355–11236CrossRef
Zurück zum Zitat Flegler SL, Heckman JW, Klomparens KL (1995) Elektronenmikroskopie. Spektrum Akademischer, Heidelberg Flegler SL, Heckman JW, Klomparens KL (1995) Elektronenmikroskopie. Spektrum Akademischer, Heidelberg
Zurück zum Zitat Handa YP (1986) Compositions, enthalpies of dissociation, and heat capacities in the range 85 to 270 K for clathrate hydrates of methane, ethane, and propane, and enthalpy of dissociation of isobutane hydrate, as determined by a heat-flow calorimeter. Journal Chem Thermody 18:915–921CrossRef Handa YP (1986) Compositions, enthalpies of dissociation, and heat capacities in the range 85 to 270 K for clathrate hydrates of methane, ethane, and propane, and enthalpy of dissociation of isobutane hydrate, as determined by a heat-flow calorimeter. Journal Chem Thermody 18:915–921CrossRef
Zurück zum Zitat Hester KC, Dunk RM, White SN, Brewer PG, Peltzer ET, Sloan ED (2007) Gas hydrate measurements at hydrate ridge using raman spectroscopy. Geochimica et Cosmochimica Acta 71:2947–2959CrossRef Hester KC, Dunk RM, White SN, Brewer PG, Peltzer ET, Sloan ED (2007) Gas hydrate measurements at hydrate ridge using raman spectroscopy. Geochimica et Cosmochimica Acta 71:2947–2959CrossRef
Zurück zum Zitat Kleber W, Bautsch H-J, Bohm J, Klimm D (2010) Einführung in die Kristallographie, 19. Aufl. Oldenbourg, MünchenCrossRef Kleber W, Bautsch H-J, Bohm J, Klimm D (2010) Einführung in die Kristallographie, 19. Aufl. Oldenbourg, MünchenCrossRef
Zurück zum Zitat Kuhs WF, Genov G, Goreshnik E, Zeller A, Techmer KS, Bohrmann G (2004) The impact of porous microstructures of gas hydrates on their macroscopic properties. International Journal of Offshore and Polar Engineering 14(4):305–309 Kuhs WF, Genov G, Goreshnik E, Zeller A, Techmer KS, Bohrmann G (2004) The impact of porous microstructures of gas hydrates on their macroscopic properties. International Journal of Offshore and Polar Engineering 14(4):305–309
Zurück zum Zitat Kuhs WF, Hansen TC (2006) Time-resolved neutron diffraction studies with emphasis on water ices and gas hydrates. Reviews in Mineralogy & Geochemistry 63:171–204CrossRef Kuhs WF, Hansen TC (2006) Time-resolved neutron diffraction studies with emphasis on water ices and gas hydrates. Reviews in Mineralogy & Geochemistry 63:171–204CrossRef
Zurück zum Zitat Lee L, Seo Y, Seo Y-T, Moudrakovski IL, Ripmeester JA (2003) Recovering methane from solid methane hydrate with carbon dioxide. Angewandte Chemie International Edition 42:5048–5051CrossRef Lee L, Seo Y, Seo Y-T, Moudrakovski IL, Ripmeester JA (2003) Recovering methane from solid methane hydrate with carbon dioxide. Angewandte Chemie International Edition 42:5048–5051CrossRef
Zurück zum Zitat Luzi M (2006) Die Rolle molekülspezifischer Eigenschaften von Gasen bei deren Einbau in den Hydratkäfig. Diplomarbeit, Universität Potsdam Luzi M (2006) Die Rolle molekülspezifischer Eigenschaften von Gasen bei deren Einbau in den Hydratkäfig. Diplomarbeit, Universität Potsdam
Zurück zum Zitat Luzi M, Girod M, Naumann R, Schicks JM, Erzinger J (2010) A high-pressure cell for kinetic studies on gas hydrates by powder x-ray diffraction. Review of Scientific Instruments 81:125105CrossRef Luzi M, Girod M, Naumann R, Schicks JM, Erzinger J (2010) A high-pressure cell for kinetic studies on gas hydrates by powder x-ray diffraction. Review of Scientific Instruments 81:125105CrossRef
Zurück zum Zitat Luzi M, Schicks JM, Naumann R, Erzinger J (2012) Systematic kinetic studies on mixed gas hydrates by Raman spectroscopy and powder X-ray diffraction. Journal Chem Thermody 48:28–35CrossRef Luzi M, Schicks JM, Naumann R, Erzinger J (2012) Systematic kinetic studies on mixed gas hydrates by Raman spectroscopy and powder X-ray diffraction. Journal Chem Thermody 48:28–35CrossRef
Zurück zum Zitat Moudrakovski IL, Sanchez AA, Ratcliffe CI, Ripmeester JA (2001) Nucleation and growth of hydrates on ice surfaces: new insights from 129Xe NMR experiments with hyperpolarized xenon. Journal Phys Chemistry B 105:12338–12347CrossRef Moudrakovski IL, Sanchez AA, Ratcliffe CI, Ripmeester JA (2001) Nucleation and growth of hydrates on ice surfaces: new insights from 129Xe NMR experiments with hyperpolarized xenon. Journal Phys Chemistry B 105:12338–12347CrossRef
Zurück zum Zitat Ohno H, Strobel TA, Dec SF, Sloan ED, Koh CA (2009) Raman studies of methane-ethane hydrate metastability. Journal Phys Chemistry A 113:1711–1716CrossRef Ohno H, Strobel TA, Dec SF, Sloan ED, Koh CA (2009) Raman studies of methane-ethane hydrate metastability. Journal Phys Chemistry A 113:1711–1716CrossRef
Zurück zum Zitat Pimentel GC, Charles SW (1963) Infrared spectral pertubations in matrix experiments. Pure and Applied Chemistry 7:111–123CrossRef Pimentel GC, Charles SW (1963) Infrared spectral pertubations in matrix experiments. Pure and Applied Chemistry 7:111–123CrossRef
Zurück zum Zitat Qin J, Kuhs WF (2013) Quantitative analysis of gas hydrates using raman spectroscopy. AIChE Journal 59(6):2155–2167CrossRef Qin J, Kuhs WF (2013) Quantitative analysis of gas hydrates using raman spectroscopy. AIChE Journal 59(6):2155–2167CrossRef
Zurück zum Zitat Ripmeester JA, Ratcliffe CI (1988) Low-temperature cross-polarization/magic-angle spinning 13C NMR of solid state methane hydrates: structure, cage occupancy, and hydration number. Journal Phys Chemistry 92(2):337–339CrossRef Ripmeester JA, Ratcliffe CI (1988) Low-temperature cross-polarization/magic-angle spinning 13C NMR of solid state methane hydrates: structure, cage occupancy, and hydration number. Journal Phys Chemistry 92(2):337–339CrossRef
Zurück zum Zitat Ripmeester JA, Ratcliffe CI (1990) Xenon-129 NMR studies of clathrate hydrates: new guests for structure II and structure H. Journal Phys Chemistry 94(25):8773–8776CrossRef Ripmeester JA, Ratcliffe CI (1990) Xenon-129 NMR studies of clathrate hydrates: new guests for structure II and structure H. Journal Phys Chemistry 94(25):8773–8776CrossRef
Zurück zum Zitat Rydzy MB, Schicks JM, Naumann R, Erzinger J (2007) Dissociation enthalpies of synthesized multicomponent gas hydrates with respect to the guest composition and cage occupancy. Journal Phys Chemistry B 111:9539–9545CrossRef Rydzy MB, Schicks JM, Naumann R, Erzinger J (2007) Dissociation enthalpies of synthesized multicomponent gas hydrates with respect to the guest composition and cage occupancy. Journal Phys Chemistry B 111:9539–9545CrossRef
Zurück zum Zitat Schicks J, Luzi M, Beeskow-Strauch B (2011) The conversion process of hydrocarbon hydrates into CO2 hydrates and vice versa: thermodynamic considerations. Journal Phys Chemistry A 115(46):13324–13331CrossRef Schicks J, Luzi M, Beeskow-Strauch B (2011) The conversion process of hydrocarbon hydrates into CO2 hydrates and vice versa: thermodynamic considerations. Journal Phys Chemistry A 115(46):13324–13331CrossRef
Zurück zum Zitat Schicks J, Pan M, Giese R, Poser M, Ismail NA, Luzi-Helbing M, Bleisteiner B, Lenz C (2020) A new high-pressure cell for systematic in situ investigations of micro-scale processes in gas hydrates using confocal micro-Raman spectroscopy. Review of Scientific Instruments 91(11):115103CrossRef Schicks J, Pan M, Giese R, Poser M, Ismail NA, Luzi-Helbing M, Bleisteiner B, Lenz C (2020) A new high-pressure cell for systematic in situ investigations of micro-scale processes in gas hydrates using confocal micro-Raman spectroscopy. Review of Scientific Instruments 91(11):115103CrossRef
Zurück zum Zitat Schwedt G (2008) Analytische Chemie – Grundlagen, Methoden und Praxis, 2. Aufl. Wiley-VCH Verlag GmbH &Co, KGaA, Weinheim Schwedt G (2008) Analytische Chemie – Grundlagen, Methoden und Praxis, 2. Aufl. Wiley-VCH Verlag GmbH &Co, KGaA, Weinheim
Zurück zum Zitat Spieß L, Teichert G, Schwarzer R, Behnken H, Genzel C (2009) Moderne Röntgenbeugung. Röntgendiffraktometrie für Materialwissenschaftler, Physiker und Chemiker, 2. Aufl. Vieweg und Teubner, Wiesbaden Spieß L, Teichert G, Schwarzer R, Behnken H, Genzel C (2009) Moderne Röntgenbeugung. Röntgendiffraktometrie für Materialwissenschaftler, Physiker und Chemiker, 2. Aufl. Vieweg und Teubner, Wiesbaden
Zurück zum Zitat Staykova DK, Kuhs WF, Salamatin AN, Hansen T (2003) Formation of porous gas hydrates from ice powders: diffraction experiments and multistage model. Journal Phys Chemistry B 107:10299–10311CrossRef Staykova DK, Kuhs WF, Salamatin AN, Hansen T (2003) Formation of porous gas hydrates from ice powders: diffraction experiments and multistage model. Journal Phys Chemistry B 107:10299–10311CrossRef
Zurück zum Zitat Stern LA, Kirby SH, Durham WB (1996) Peculiarities of methane clathrate hydrate formation and solid state deformation, including possible superheating of water ice. Science 273:1843–1848CrossRef Stern LA, Kirby SH, Durham WB (1996) Peculiarities of methane clathrate hydrate formation and solid state deformation, including possible superheating of water ice. Science 273:1843–1848CrossRef
Zurück zum Zitat Stern LA, Kirby SH, Circone S, Durham WB (2004) Scanning Electron Microscopy investigations of laboratory-grown gas clathrate hydrates formed from melting ice, and comparison to natural hydrates. American Mineralogist 89:1162–1175CrossRef Stern LA, Kirby SH, Circone S, Durham WB (2004) Scanning Electron Microscopy investigations of laboratory-grown gas clathrate hydrates formed from melting ice, and comparison to natural hydrates. American Mineralogist 89:1162–1175CrossRef
Zurück zum Zitat Subramanian S, Sloan ED (1999) Molecular measurements of methane hydrate formation. Fluid Phase Equilibria 158–160:813–820CrossRef Subramanian S, Sloan ED (1999) Molecular measurements of methane hydrate formation. Fluid Phase Equilibria 158–160:813–820CrossRef
Zurück zum Zitat Subramanian S, Kini RA, Dec SF, Sloan ED (2000) Chemical Engineering Science 55:1981–1999CrossRef Subramanian S, Kini RA, Dec SF, Sloan ED (2000) Chemical Engineering Science 55:1981–1999CrossRef
Zurück zum Zitat Subramanian S, Sloan ED (2002) Trends in vibrational frequencies of guests trapped in clathrate hydrate cages. Journal Phys Chemistry B 106:4348–4355CrossRef Subramanian S, Sloan ED (2002) Trends in vibrational frequencies of guests trapped in clathrate hydrate cages. Journal Phys Chemistry B 106:4348–4355CrossRef
Zurück zum Zitat Yousuf M, Qadri SB, Knies DL, Grabowski KS, Coffin RB, Pohlman JW (2004) Novel results on structural investigations of natural minerals of clathrate hydrates. Applied Phys A 78:925–939CrossRef Yousuf M, Qadri SB, Knies DL, Grabowski KS, Coffin RB, Pohlman JW (2004) Novel results on structural investigations of natural minerals of clathrate hydrates. Applied Phys A 78:925–939CrossRef
Zurück zum Zitat Wang Z, He D, Zhang W, Li W, Li W, Qin J, Lei L, Zou Y, Yang X (2010) Portable high pressure sapphire anvil cell for gas hydrates research. Review of Scientific Instruments 81:085102CrossRef Wang Z, He D, Zhang W, Li W, Li W, Qin J, Lei L, Zou Y, Yang X (2010) Portable high pressure sapphire anvil cell for gas hydrates research. Review of Scientific Instruments 81:085102CrossRef
Zurück zum Zitat Wedler G, Freund H-J (2012) Lehrbuch der Physikalischen Chemie, Sechste, vollständig überarbeitete und aktualisierte Auflage, Wiley-VCH, Weinheim Wedler G, Freund H-J (2012) Lehrbuch der Physikalischen Chemie, Sechste, vollständig überarbeitete und aktualisierte Auflage, Wiley-VCH, Weinheim
Metadaten
Titel
Analysenmethoden zur Charakterisierung von Gashydraten
verfasst von
Judith M. Schicks
Copyright-Jahr
2021
Verlag
Springer Berlin Heidelberg
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-662-62778-5_9